CN205537597U - 一种目视光学仪器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种目视光学仪器，包括置于仪器外壳内的目视系统以及置于仪器外壳外部的显示屏，显示屏的一侧放置有折光棱镜，经过显示屏后的光线经折光棱镜反射后进入到目视系统。本实用新型将显示屏放在目视光学仪器外面，通过对显示屏成的像进入目视系统的像面上，从而，不会影响目视系统的透过率。此外，由于显示屏放在光学仪器外面，通过镜头成像，让所成的像进入目视系统的像面上，这样，目视观测的显示值就是显示屏上的字通过系统所成的像，而像的大小可以随显示屏到镜头之间的位置变化而变化。

Description

一种目视光学仪器

【技术领域】

本实用新型涉及一种光学仪器，特别涉及一种目视光学仪器。

【背景技术】

对于常规的测距仪器而言，其测量结果直接显示在目镜像面上，而目视观测的透过率比较低，显示字的大小及其亮度是相对固定。此外，现有的目视测量仪器的显示屏直接安装在目镜像面上，由于显示透过率比较低，因此，造成整个目视系统透过率低，影响观测物体的感受。

再者，显示屏直接放在目视系统像面上，显示字的大小由显示屏本身的性能决定，比较固定，且显示字的亮度是由外界环境亮度决定，当外界环境很暗时候，目视观测不出显示数据。

鉴于以上缺陷，实有必要提供一种可以解决以上技术问题的目视光学仪器。

【实用新型内容】

本实用新型提供了一种目视光学仪器，显示屏放置在仪器外部，通过对显示屏成的像进入目镜的像面上，不会影响目视系统的透过率，此外，目视观测显示值是显示屏上的字通过系统所成的像，像的大小可以随显示屏到镜头之间的位置变化而变化。字的颜色可以通过照明光源颜色变化而变化，字的亮度可以通过控制照明光源亮度变化而变化，并且能合理的利用空间机构，使整个仪器结构紧促，降低工艺难度。

本实用新型采用以下技术方案：

一种目视光学仪器，包括置于仪器外壳内的目视系统以及置于目视系统外部的显示屏，显示屏的一侧放置有折光棱镜，经过显示屏后的光线经折光棱镜反射后进入到目视系统。

所述折光棱镜放置在显示屏和目视系统的同一侧，且折光棱镜在横向的宽度保证既可以接收显示屏所显示的全部光线，同时可以将接收到的光线经反射后再经过胶合棱镜从而进入到目视系统内。

所述折光棱镜与显示屏相对的面为入射面，显示屏发出的光垂直入射到折光棱镜的入射面后进入到折光棱镜内部，经折光棱镜两次反射后，又从该入射面射出，光线经投影镜头后再经过胶合棱镜进入到目视系统。

所述折光棱镜为两个平面反射镜，两个平面反射镜成一定的角度，保证显示屏发出的光打入其中一个平面反射镜，然后经反射后从另外一个平面反射镜射出再进过胶合棱镜进入到目视系统。

在显示屏本身不发光的情况下，所述显示屏的一侧设置有背光光源，所述背光光源和折光棱镜分别位于显示屏的两侧。

在背光光源和显示屏之间进一步放置有扩束镜头。

所述目视光学仪器还包括有激光发射和/或接收系统，包括由两个棱镜组成的胶合棱镜，该胶合棱镜在物镜一侧贴合有屋脊棱镜，激光发射器射出的光线经过整形镜头以垂直的角度入射到其中一个棱镜的入射面上，然后经粘合面从出射面射出后进入到屋脊棱镜内，经反射后从屋脊棱镜出射面射出，反之接收按可逆光路亦然。

所述两个棱镜以面接触的方式粘合，激光发射器发出的入射光线照射在两个棱镜的粘合面，所述入射光线与所述粘合面呈钝角入射。

所述两个半五棱镜的粘合面上镀有膜层，该膜层为多层结构，由二氧化硅和氟化镁制成。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：本实用新型将显示屏放在目视光学仪器外面，通过对显示屏成的像进入目视系统的像面上，从而，不会影响目视系统的透过率。此外，由于显示屏放在光学仪器外面，通过镜头成像，让所成的像进入目视系统的像面上，这样，目视观测的显示值就是显示屏上的字通过系统所成的像，而像的大小可以随显示屏到镜头之间的位置变化而变化。字的颜色可以通过照明光源颜色变化而变化，字的亮度可以通过控制照明光源亮度变化而变化,以满足不同的测量环境和各个人群的舒适度。

【附图说明】

图1为本实用新型目视光学仪器实施例1的立体结构图；

图2为本实用新型目视光学仪器实施例2的立体结构图；

图3为本实用新型目视光学仪器激光发射/激光发射系统实施例1的结构示意图；

图4为本实用新型目视光学仪器激光发射/激光发射系统实施例2的结构示意图；

图5为本实用新型目视光学仪器激光发射/激光发射系统实施例3的结构示意图；

图6为本实用新型目视光学系统的结构示意图。

【具体实施方式】

以下结合附图对本实用新型的各种实施例进行详细阐述。

本实用新型的目视光学仪器包括目视系统、显示系统，以及激光发射系统和激光接收系统。

所述显示系统包括显示屏1、折光棱镜2、胶合棱镜3和目镜，光线自显示屏1发出后进入到折光棱镜2，在折光棱镜2内经两次反射后进入到胶合棱镜3，经胶合棱镜3进入到目镜100。

激光发射系统和激光接收系统类似，在此，仅以激光发射系统为例进行阐述：激光发射系统包括激光发射器9、整形镜头8、胶合棱镜3、屋脊棱镜6和物镜10。激光发射器9发出的光线经整形镜头8后进入到胶合棱镜3，经过屋脊棱镜6然后从胶合棱镜3出来后进入到物镜10。

目视系统包括物镜10、目镜100、屋脊棱镜6、半五棱镜。光线过来后，首先经过物镜10，然后依次经过屋脊棱镜6和半五棱镜，最后进入到目镜100。所述半五棱镜也可以是五棱镜、三角棱镜、梯形棱镜等。

实施例1

请参阅图1所示，本实用新型公开了一种目视光学仪器，包括置于仪器外壳内的目视系统以及置于目视系统外的显示屏1，所述显示屏1可以是本身发光的部件也可以是本身不发光的部件，如果显示屏1本身不能发光，则在显示屏1的正前方放置有背光光源5，为了保证背光光源5可以覆盖整个显示屏1，在背光光源5和显示屏1之间进一步放置有扩束镜头4，扩束镜头4一方面可以保证背光光源5在显示屏1上的均匀一致性，另一方面保证了背光光源5覆盖整个显示屏1。

显示屏1的一侧放置有背光光源5，显示屏1的另外一侧放置有折光棱镜2，该折光棱镜2与显示屏1和目视系统均相距一定距离，且与显示屏1和目视系统均相错布置，保证光源5的光线照射在显示屏1后，经折光棱镜2进入到目视系统，具体地说，目视系统的光路和显示屏的入射光光路平行放置，显示屏1可以放在目视系统的左下侧，也可以放在目视系统的右下侧，通过折光棱镜2把光线转到目视系统正下方，再通过胶合棱镜3把光线转入到和目视系统同轴，且折光棱镜2在横向的宽度保证既可以接收显示屏1的所有光线同时可以将接收到的光线经两次反射后再通过胶合棱镜3进入到目视系统内。

在胶合棱镜3的第一个棱镜和折光棱镜2之间放置有投影镜头。所述折光棱镜2可以是保罗棱镜，也可以是三角棱镜，梯形棱镜等。

所述折光棱镜2与显示屏1相对的面为入射面，显示屏1发出的光垂直入射到折光棱镜2的入射面并进入到折光棱镜2内部，经折光棱镜2两次反射后，又从该入射面射出，反射后射出的光线经投影镜头后再通过胶合棱镜3进入到目视系统。

本实用新型将显示屏1放在目视光学仪器外面，通过对显示屏1成的像进入目视系统的像面上，从而，不会影响目视系统的透过率。此外，由于显示屏1放在光学仪器外面，通过镜头成像，让所成的像进入目视系统的像面上，这样，目视观测的显示值就是显示屏1上的字通过目视系统所成的像，而像的大小可以随显示屏1到镜头之间的位置变化而变化。再者，由于显示屏1放在光学仪器以外，采用背景光源5照明，外界光线很暗时也能观测显示数据，除此之外，通过外加光电探测器随时探测外界环境光的亮度变化，来随时调节背景光源的照明亮度，从而可以随时根据需要调节显示值字的亮度，以便在各个环境，和不同人群，光都能达到目测舒适的感觉。并且字的颜色变化可以通过选择不同颜色的背景光来变化。

实施例2

请参阅图2所示，通过对显示屏1成的像进入目视系统的像面上，在实施例1公开的结构基础上，还可以将折光棱镜2用两个平面的反射镜替换，但两个平面反射镜必须放置成一定的角度，保证一方面可以接收显示屏1发出的所有光线，另一方面，可以将接收到的光经两次反射后再通过胶合棱镜3进入到目视系统，折光棱镜2起到结构紧凑的作用，在实施此方案的基础上，可以直接在目视系统的正下面放置显示系统，显示屏光直接打入投影镜头，进过投影镜头垂直入射到胶合棱镜3的第一个棱镜，从而经过胶合棱镜进入目视系统中。

请参阅图3所示，本实用新型目视光学仪器进一步还包括激光发射和/或接收系统，以激光发射系统为例，激光发射系统包括胶合棱镜3，屋脊棱镜6，整形镜头8和物镜10。激光接收系统与激光发射系统的不同点在于：将激光发射系统的整形镜头8用聚光镜替换。

胶合棱镜3是由两个棱镜贴合而成，贴合的棱镜可以是半五棱镜、五棱镜、三角棱镜或者梯形棱镜等。两个棱镜粘合的位置为称为粘合面，激光发射出的光线首先进入到第一棱镜，然后从第二棱镜出来。因此，对于第一棱镜而言，与粘合面相对的面为入射面，对于第二棱镜而言，与粘合面相对的面为出射面。激光发射的光线以垂直于入射面的方式进入到第一棱镜内，且入射光线经过在粘合面，需要说明的是，所述入射光线与所述粘合面呈钝角入射。

以发射光路为例

激光发射器9发出的光线垂直入射到整形镜头8，经过整形镜头8整形后垂直到第一棱镜的入射面上，经粘合面进入到第二棱镜内，然后再以垂直的角度从第二棱镜的出射面射出进入到屋脊棱镜6内，所述屋脊棱镜与第二棱镜贴合的面为入射面，与入射面相邻且与目镜相对的面为出射面，激光发射的光线进入到屋脊棱镜内，经反射后从出射面射出，且最后的出射光线以垂直于出射面的方式射出，最后经过物镜10发出。

对于胶合棱镜而言，(可以用两个半五棱镜，两个五角棱镜，两个梯形棱镜等，各种状态的组合)其粘合面上镀有膜层，对于激光光路而言，该膜层需要具有较高的透射率，对于显示屏的投影光路而言，该膜层需要具有一定的透射率，而对于目视光路的可见光而言，该膜层需要具有较高的反射率。该膜层为多膜层结构，材料为二氧化硅和氟化镁以交替的方式布置，例如，第一层为二氧化硅，第二层为氟化镁，第三层以后可以根据需求布置二氧化硅或氟化镁。

在图3所示的结构中，激光发射器放置在第一棱镜入射面的正对面，而为了降低工艺装配的难度和机构紧促(空间利用)，请参阅图4所示，在激光发射聚光镜和激光发射器之间进一步设置有平面反射镜11，这样，如果激光发射器不是在第一棱镜入射面的正对方放置，则其发射的光线可以通过平面反射镜的反射而垂直地入射到第一棱镜的入射面。而为了保证入射光垂直地入射到第一五棱镜的入射面，只需要调整平面反射镜的位置和角度就可以轻易实现。在实际设计时，可以根据目视光学仪器的空间合理布置激光发射器。

当然，除了平面反射镜外，还可以用其他的镜子替代，比如图5所示的三角棱镜11’以及未图示的梯形棱镜等等。

与现有技术相比，本实用新型的目视光学仪器，使用者在调焦清晰的时候能测出被观测物体距观察处的距离，由屋脊棱镜和胶合棱镜组成光路，所述光线经过棱镜后，由于胶合棱镜镀膜不同，分出不同的光路，以达到使用的要求。

Claims (10)

1.一种目视光学仪器，其特征在于：包括目视系统以及置于目视系统以外的显示屏(1)，显示屏(1)的一侧放置有折光棱镜(2)，经过显示屏(1)后的光线经折光棱镜(2)反射后进入胶合棱镜，经胶合棱镜后进入到目视系统中。

2.根据权利要求1所述的一种目视光学仪器，其特征在于：所述折光棱镜(2)放置在显示屏(1)和胶合棱镜的同一侧，且折光棱镜(2)在横向的宽度保证既可以接收显示屏(1)所显示的全部光线，同时可以将接收到的光线经反射后再经过胶合棱镜(3)进入到目视系统内。

3.根据权利要求1所述的一种目视光学仪器，其特征在于：所述折光棱镜(2)与显示屏(1)相对的面为入射面，显示屏(1)发出的光被折光棱镜(2)的入射面接收并进入到折光棱镜(2)内部，经折光棱镜(2)反射后，又从该入射面射出，反射后射出的光线经投影镜头后再经过胶合棱镜(3)进入到目视系统。

4.根据权利要求1所述的一种目视光学仪器，其特征在于：所述折光棱镜为两个平面反射镜，两个平面反射镜成一定的角度，保证显示屏(1)发出的光打到折光棱镜(2)第一个平面反射镜反射后，然后从另外一个平面反射镜射出进入到胶合棱镜(3)从而进入目视系统中。

5.根据权利要求3或4所述的一种目视光学仪器，其特征在于：所述胶合棱镜(3)由两个棱镜粘合而成，其中与折光棱镜相对的棱镜有一面与折光棱镜的入射面平行放置。

6.根据权利要求5所述的一种目视光学仪器，其特征在于：在显示屏(1)本身不发光的情况下，所述显示屏(1)的一侧设置有背光光源(5)，所述背光光源(5)和折光棱镜(2)分别位于显示屏(1)的两侧。

7.根据权利要求6所述的一种目视光学仪器，其特征在于：在背光光源(5)和显示屏(1)之间进一步放置有扩束镜头(4)。

8.根据权利要求1所述的一种目视光学仪器，其特征在于：所述目视光学仪器进一步包括有激光发射和/或接收系统，包括前述胶合棱镜以及在胶合棱镜物镜(10)一侧组合的屋脊棱镜 (6)，整形镜头(8)，激光发射器射出的光线经过整形镜头以垂直的角度入射到胶合棱镜的其中一个棱镜的入射面上，然后经两个棱镜的粘合面从出射面射出后进入到屋脊棱镜内，经反射后从屋脊棱镜出射面射出。

9.根据权利要求8所述的一种目视光学仪器，其特征在于：所述两个棱镜以面接触的方式粘合，激光发射器发出的入射光线照射在两个棱镜粘合面上，所述入射光线与所粘合面呈钝角入射。

10.根据权利要求8所述的一种目视光学仪器，其特征在于：所述胶合棱镜的两个棱镜的粘合面上镀有膜层。